一、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的可能性分析
由于泰麟屬新建礦井,從建井至今,已發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出,屬于突出礦井。礦井必須按煤與瓦斯突出礦井管理,采取區(qū)域性防突措施和局部防突措施,防止礦井煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。
二、煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性分析
煤與瓦斯突出是煤礦生產(chǎn)中一種極其復(fù)雜的動(dòng)力現(xiàn)象,可能突然間使工作面或井巷充滿瓦斯,造成人員窒息,引起瓦斯燃燒或爆炸,突出能破壞通風(fēng)系統(tǒng),造成風(fēng)流紊亂或逆轉(zhuǎn);突出的煤(巖)能堵塞巷道,埋人推翻礦車和設(shè)備,破壞支架和設(shè)施。
三、煤與瓦斯突出預(yù)兆
當(dāng)井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生以下煤與瓦斯突出預(yù)兆時(shí),工作人員必須立即撤離現(xiàn)場(chǎng),佩戴好自救器,迅速躲避到安全地點(diǎn)。
1.無(wú)聲預(yù)兆
(1)煤層結(jié)構(gòu)變化,層理紊亂,光澤暗淡,頂?shù)装宄霈F(xiàn)新的斷層,波狀起伏。
(2)工作面壓力增大,煤壁外鼓,支架應(yīng)力增加。
(3)瓦斯涌出量增大,或忽大忽小,工作面氣溫度冷。打鉆出現(xiàn)頂鉆、夾鉆和噴煤現(xiàn)象。
2.有聲預(yù)兆
(1)響煤炮(深部巖層或煤層的破裂聲)掉渣、支架折斷聲。
(2)氣體通過(guò)含水裂隙的嘶嘶聲。
四、防突措施
在石門揭煤或巖巷掘進(jìn)誤穿煤層(或煤線)時(shí),可作為石門揭穿突出煤層對(duì)待,必須采取局部防突措施。
(1)石門揭穿(開(kāi))各煤層前,應(yīng)遵守的規(guī)定:
①在石門揭穿(開(kāi))突出煤層前,必須打超前鉆,控制煤層層位、測(cè)定煤層瓦斯壓力,預(yù)測(cè)掘進(jìn)石門工作面的突出危險(xiǎn)性。、
②在掘進(jìn)工作面迎頭距煤層法線10m之外,至少要打2個(gè)穿透煤層全厚并進(jìn)入煤層頂(底)板不小于0.5m的超前探孔,掌握煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯情況等;
③在石門掘進(jìn)工作面距煤層垂距5m外,至少打2個(gè)穿透煤層全厚的測(cè)壓(預(yù)測(cè))鉆孔,測(cè)定煤層瓦斯壓力、煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)與堅(jiān)固性系數(shù)或鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)等。
④為了防止誤穿煤層,在石門掘進(jìn)工作面距煤層垂距5m時(shí),在石門掘進(jìn)工作面頂(底)部?jī)蓚?cè)補(bǔ)打3個(gè)小直徑(42mm)超前鉆孔,其超前距不小于2m;
⑤石門掘進(jìn)工作面與煤層之間,必須保持一定厚度的巖柱。
(2)局部防突措施
①在石門揭穿煤層前,必須要預(yù)測(cè)煤層是否有突出危險(xiǎn),經(jīng)預(yù)測(cè)有突出危險(xiǎn)或煤層瓦斯壓力大于0.74Mpa時(shí),為預(yù)防煤與瓦斯突出,建議采取打超前鉆孔、預(yù)抽煤層瓦斯等防突措施。經(jīng)效果檢驗(yàn)有效后(若效果檢驗(yàn)無(wú)效,必須采取補(bǔ)充措施),可采用遠(yuǎn)距離放炮或震動(dòng)放炮揭穿煤層。
②在石門揭穿煤層前,經(jīng)預(yù)測(cè)無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí),可不采取防突措施,但必須采用震動(dòng)放炮揭穿煤層。
③石門揭穿煤層前,必須按規(guī)定測(cè)定瓦斯壓力,掘進(jìn)巷道時(shí),應(yīng)打超前鉆孔,以探明構(gòu)造瓦斯情況。
④掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量突然變大時(shí),必須注意防止局部瓦斯富集區(qū)發(fā)生瓦斯大量涌出、噴出或突出發(fā)生。
⑤在井巷施工中,應(yīng)進(jìn)一步測(cè)定煤層瓦斯壓力,煤的破壞類型,瓦斯放散初速度,煤的堅(jiān)固性系數(shù)等有關(guān)參數(shù),以便對(duì)礦井的瓦斯涌出動(dòng)力現(xiàn)象做進(jìn)一步的分析和鑒定。
(3)打瓦斯排放鉆孔或震動(dòng)性放炮
根據(jù)瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果,按照有關(guān)規(guī)定選擇揭煤方法,并采取相應(yīng)防護(hù)和安全措施,當(dāng)預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面時(shí),必須采取防治突出的措施,經(jīng)驗(yàn)證措施有效后,可用遠(yuǎn)距離爆破或震動(dòng)爆破揭穿(開(kāi))煤層;若檢驗(yàn)措施無(wú)效,應(yīng)采取補(bǔ)救措施直到有效。當(dāng)預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面,可不采取防治突出措施,直接采用遠(yuǎn)距離爆破或震動(dòng)爆破揭穿。
(4)瓦斯涌出巖巷的掘進(jìn)通風(fēng)方法都采用壓入式通風(fēng)方式。并采用硬質(zhì)抗靜電阻燃風(fēng)筒。
(5)礦井安裝了永久抽放瓦斯系統(tǒng),在生產(chǎn)過(guò)程中必須堅(jiān)持瓦斯抽放,降低煤體瓦斯壓力,減少瓦斯突出的可能性。
安全防護(hù)措施
井巷揭穿突出煤層掘進(jìn)作業(yè)時(shí),必須采取安全防護(hù)措施。包括采用震動(dòng)放炮、遠(yuǎn)距離放炮、避難所、壓風(fēng)自救系統(tǒng)和隔離式化學(xué)氧自救器等。
一、震動(dòng)放炮必須符合下列要求:
1、震動(dòng)放炮的炮眼數(shù)目,應(yīng)按照每平方米石門斷面4~5個(gè)確定;
2、震動(dòng)放炮的炮眼布置,根據(jù)斷面和巖性確定;
3、巖眼不得打入煤層,眼底距煤層應(yīng)保持0.2m的距離,如果巖眼已打入煤層,必須在眼底的巖石充填0.2m的炮泥;
4、震動(dòng)放炮的單位炸藥消耗量,應(yīng)按照正常掘進(jìn)量的1.5~2倍確定,打穿煤層的炮眼在煤層段和巖石段應(yīng)分段裝藥,并用長(zhǎng)0.25的炮泥隔開(kāi);
5、所有炮眼都在炸藥與封泥間裝1~2個(gè)水炮泥,封泥都必須密實(shí)地裝至孔口;
6、震動(dòng)放炮必須采用銅腳線的毫秒雷管,最后一段的延期時(shí)間不得超過(guò)130ms,并不得跳段使用。電雷管使用前必須進(jìn)行導(dǎo)通試驗(yàn)。電雷管的聯(lián)接采用串聯(lián)方式,但都必須使通過(guò)每一電雷管的電流達(dá)到電雷管的引爆電流的兩倍。放炮母線必須專用電纜,并盡可能的減少接頭,以減少放炮母線的電阻,有條件的可采用遙控引爆器;
7、震動(dòng)放炮工作面,必須具有獨(dú)立可靠的回風(fēng)系統(tǒng);
8、震動(dòng)放炮時(shí),回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備必須切斷電源,嚴(yán)禁人員作業(yè)和通過(guò)。
二、石門揭穿突出煤層采用震動(dòng)放炮時(shí),必須遵守下列規(guī)定:
1、工作面必須有獨(dú)立可靠的回風(fēng)系統(tǒng),必須保證回風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流暢通,并嚴(yán)禁人員通行和作業(yè),在其進(jìn)風(fēng)側(cè)的巷道中,應(yīng)設(shè)置兩道堅(jiān)固的反向風(fēng)門。與該系統(tǒng)相連的風(fēng)門、密閉、風(fēng)橋等通風(fēng)設(shè)計(jì)必須堅(jiān)固可靠,防止突出后的瓦期涌入其它區(qū)域;
2、鑿巖爆破參數(shù)、放炮地點(diǎn)、反向風(fēng)門位置、避災(zāi)路線及停電、撤人、警戒范圍等,必須在設(shè)計(jì)中明確規(guī)定;
3、放震動(dòng)炮由礦總工程師統(tǒng)一指揮,放炮后至少經(jīng)30min,放炮員、班組長(zhǎng)、瓦斯檢查員進(jìn)入工作面檢查。根據(jù)檢查結(jié)果,確定采取恢復(fù)送電、通風(fēng)及排除瓦斯等具體措施;

4、為降低震動(dòng)放炮時(shí)誘發(fā)突出的強(qiáng)度,應(yīng)采用擋欄設(shè)施。擋欄可用金屬、矸石或木垛等構(gòu)成。金屬擋欄是由槽鋼排列成的方格框架,框架中槽鋼的間隔為0.4m,槽鋼彼此用卡環(huán)固定,使用時(shí)在迎工作面的框架上,再鋪上網(wǎng)眼為20×20mm金屬網(wǎng),然后用木支柱將框架撐成45°的斜面,一組擋攔通常由兩架組成,其間距為6~8m,金屬擋欄如圖所示。矸石和木垛擋欄如圖所示。
5、揭開(kāi)煤層后,在石門附近30m范圍內(nèi)掘進(jìn)煤巷時(shí),必須加強(qiáng)支護(hù),嚴(yán)格采取防突措施。
6、震動(dòng)爆破應(yīng)一次全斷面揭穿或揭開(kāi)煤層。如果未能一次揭穿煤層,在掘進(jìn)剩余部分時(shí)(包括掘進(jìn)煤層和進(jìn)入底(頂)板2m范圍內(nèi)),必須按震動(dòng)爆破的安全要求進(jìn)行爆破作業(yè)。
擋欄距工作面的距離,可根據(jù)預(yù)計(jì)的突出強(qiáng)度在設(shè)計(jì)中確定。
三、井巷揭穿突出煤層遠(yuǎn)距離爆破安全防護(hù)措施
在礦井尚未構(gòu)成全風(fēng)壓通風(fēng)的建井初期,石門揭穿有突出危險(xiǎn)的煤層的全部作業(yè)過(guò)程中,與此石門有關(guān)的其它工作面必須停止工作。在實(shí)施揭穿突出煤層的遠(yuǎn)距離爆破時(shí),井下全部人員必須撤至地面,井下必須全部斷電,斜井口前方50m、兩側(cè)20m范圍內(nèi)嚴(yán)禁有任何火源。
四、壓風(fēng)自救裝置
根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》第九十七條規(guī)定:“突出礦井應(yīng)在井下設(shè)避難所或壓風(fēng)自救系統(tǒng)”,規(guī)定要求可設(shè)置其中之一或混合設(shè)備。因此,應(yīng)在井下設(shè)置壓風(fēng)自救系統(tǒng),由地面壓風(fēng)機(jī)房,通過(guò)壓風(fēng)管路向井下提供壓縮空氣。
1、井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)的壓縮空氣,來(lái)源于地面壓風(fēng)機(jī)房;
2、在以下每個(gè)地點(diǎn)都應(yīng)至少設(shè)置一組壓風(fēng)自救裝置:距掘進(jìn)工作面25~40m的巷道內(nèi)、爆破地點(diǎn)、撤離人員與警戒人員所在的位置以及回風(fēng)巷道內(nèi)有人作業(yè)的地方處等。在長(zhǎng)距離的掘進(jìn)巷道中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況增加設(shè)置。
3、每組壓風(fēng)自救裝置應(yīng)可供5~8個(gè)人使用,平均每人的壓縮空氣供給量不得少于0.1m3/min。
五、避難所
突出煤層的掘進(jìn)工作面距離超過(guò)500m的巷道內(nèi),必須設(shè)置工作面避難所。
避難所應(yīng)當(dāng)符合下列要求:
1、避難所設(shè)置向外開(kāi)啟的隔離門,隔離門設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)按照反向風(fēng)門標(biāo)準(zhǔn)安設(shè)。室內(nèi)凈高不得低于2m,深度滿足擴(kuò)散通風(fēng)要求,長(zhǎng)度和寬度應(yīng)根據(jù)可能同時(shí)避難的人數(shù)確定,但至少能滿足15人避難,且每人使用面積不得少于0.5m⒉。避難所內(nèi)支護(hù)保持良好,并設(shè)與礦(井)調(diào)度室直通的電話;
2、避難所內(nèi)放置足量的飲用水、安設(shè)供給空氣的設(shè)施,每人供風(fēng)量不得少于0.3m3∕min。如果用壓縮空氣供風(fēng)時(shí),設(shè)有減壓裝置和帶有閥門控制的呼吸嘴。
3、避難所內(nèi)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的最多避難人數(shù)配備足夠數(shù)量的隔離式自救器。
六、石門揭煤通風(fēng)要求
1、在突出煤層的石門揭煤,必須設(shè)置至少2道牢固可靠的反向風(fēng)門。風(fēng)門之間的距離不得小于4m。
2、反向風(fēng)門距工作面的距離和反向風(fēng)門的組數(shù),應(yīng)當(dāng)根據(jù)掘進(jìn)工作面的通風(fēng)系統(tǒng)和預(yù)計(jì)的突出強(qiáng)度確定,但反向風(fēng)門距工作面回風(fēng)巷不得小于10m,與工作面的最近距離一般不得小于70m,如小于70m時(shí)應(yīng)設(shè)置至少3道反向風(fēng)門。
3、反向風(fēng)門墻垛可用磚、料石或混凝土砌筑,嵌入巷道周邊巖石的深度可根據(jù)巖石的性質(zhì)確定,但不得小于0.2m;墻垛厚度不得小于0.8m。在煤巷構(gòu)筑反向風(fēng)門時(shí),風(fēng)門墻體四周必須掏槽,掏槽深度見(jiàn)硬幫硬底后再進(jìn)入實(shí)體煤不小于0.5m。通過(guò)反向風(fēng)門墻垛的風(fēng)筒、水溝、刮板運(yùn)輸機(jī)道等,必須設(shè)逆向隔斷裝置。
4、人員進(jìn)入工作面時(shí),必須把反向風(fēng)門打開(kāi)、頂牢。工作面爆破和無(wú)人時(shí),反向風(fēng)門必須關(guān)閉。